CN212572546U - 电力数据传输设备和电力数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于通信技术领域，提供了一种电力数据传输设备和电力数据传输系统，所述设备包括控制单元、数字信号处理单元和逻辑处理单元；其中：控制单元，用于将电力数据发送至数字信号处理单元，并对逻辑处理单元中的多个空闲逻辑通道进行配置；数字信号处理单元，用于对电力数据进行调制，将调制后的电力数据发送至逻辑处理单元；逻辑处理单元，用于将调制后的电力数据拆分为多个数据段，采用多个空闲逻辑通道分别对多个数据段进行处理，并将处理后的目标电力数据回送至数字信号处理单元，以将目标电力数据传输至配电网自动化主站。采用上述设备，可以使用多个逻辑通道并行对电力数据进行处理，提高多通道的数据并发能力。

Description

电力数据传输设备和电力数据传输系统

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，特别是涉及一种电力数据传输设备和电力数据传输系统。

背景技术

在配电网系统中，配电网自动化馈线终端(Feeder Terminal Unit，FTU)可以将配电网系统的运行情况和监测控制所需的各种电力信号传输至配电网自动化主站，并通过接收配电网自动化主站的控制信号，实现对电力设备的控制。

通常，FTU可以采用移动通信的方式将电力信号传输至配电网自动化主站。但是，由于配电网分布广泛，在一些没有移动网络覆盖的地区，FTU与配电网自动化主站之间的通信就会受到影响，导致电网维护、电网调度等操作必须通过人工方式来完成，不仅效率低下，同时还增加了操作的安全风险。

为了解决这个问题，可以考虑使用北斗卫星无线电定位系统(radiodetermination satellite system，RDSS)通信技术，替代移动通信，或者作为移动通信的备选通信方式，在FTU与配电网自动化主站之间进行通信。但是，受限于北斗RDSS通信技术的通信带宽窄和通信频度差的影响，北斗RDSS通信技术通常仅适用于通信数据量较小的应用场合，无法直接应用于对实时性要求较高的FTU与配电网自动化主站之间的通信。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电力数据传输设备和电力数据传输系统，以提高FTU与配电网自动化主站之间的数据传输的实时性和可靠性。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种电力数据传输设备，包括控制单元，以及分别与所述控制单元电连接的数字信号处理单元和逻辑处理单元，所述数字信号处理单元和所述逻辑处理单元电连接；其中：

控制单元，用于在接收到配电网自动化馈线终端采集的数据后，将所述数据中的电力数据发送至数字信号处理单元，并对逻辑处理单元中的多个空闲逻辑通道进行配置；

数字信号处理单元，用于对接收到的所述电力数据进行调制，将调制后的电力数据发送至逻辑处理单元；

逻辑处理单元，用于将调制后的电力数据拆分为多个数据段，采用所述多个空闲逻辑通道分别对所述多个数据段进行处理，并将处理后的目标电力数据回送至数字信号处理单元，以将所述目标电力数据传输至配电网自动化主站。

可选地，所述控制单元具体用于：

在接收到配电网自动化馈线终端采集的数据后，提取并缓存所述数据中的电力数据，在发射时间到达时，将已缓存的所述电力数据发送至数字信号处理单元。

可选地，所述控制单元具体用于：

分别统计逻辑处理单元的各个逻辑通道中的数据量，并对空闲逻辑通道进行配置，其中，所述空闲逻辑通道为所述数据量小于预设阈值的逻辑通道。

可选地，所述控制单元包括至少两个数据接口，所述至少两个数据接口包括主数据接口和备用数据接口，所述主数据接口和所述备用数据接口为通用异步收发传输器UART接口，所述控制单元通过所述主数据接口和/或所述备用数据接口与所述配电网自动化馈线终端连接，用于接收所述配电网自动化馈线终端采集的数据。

可选地，所述逻辑处理单元具体用于：

将调制后的电力数据拆分为多个数据段，确定每个数据段对应的空闲逻辑通道；并行调用每个空闲逻辑通道中的目标数据处理进程对对应的数据段进行处理。

可选地，所述逻辑处理单元具体用于：

将每个空闲逻辑通道处理后的数据段封装为目标电力数据。

可选地，所述电力数据传输设备还包括：

与所述数字信号处理单元电连接的射频信号处理单元，用于接收所述数字信号处理单元发送的所述目标电力数据，并将所述目标电力数据转换为对应的射频信号；

与所述射频信号处理单元电连接的天线单元，用于通过RDSS通信链路，将与所述目标电力数据对应的所述射频信号传输至配电网自动化主站。

可选地，所述天线单元还用于：

接收所述配电网自动化主站传输的控制数据，所述控制数据经所述射频信号处理单元、所述数字信号处理单元和所述控制单元处理后，发送至所述配电网自动化馈线终端。

可选地，所述电力数据传输设备还包括分别与所述控制单元、所述数字信号处理单元、所述逻辑处理单元、所述射频信号处理单元和所述天线单元连接的电源单元，用于为所述控制单元、所述数字信号处理单元、所述逻辑处理单元、所述射频信号处理单元和所述天线单元提供电源。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种电力数据传输系统，包括如上述第一方面任一项所述的电力数据传输设备、与所述电力数据传输设备电连接的配电网自动化馈线终端，以及与所述电力数据传输设备通信连接的配电网自动化主站。

与现有技术相比，本实用新型实施例包括以下优点：

本实用新型实施例，通过在电力数据传输设备中配置具有多个逻辑通道的逻辑处理单元，可以在接收到FTU采集的电力数据后，并行调用上述逻辑处理单元中的多个空闲逻辑通道进行数据处理，处理后得到的目标电力数据可以通过RDSS通信链路传输至配电网自动化主站。采用本实施例提供的电力数据传输设备，可以提高多通道的数据并发能力，提高RDSS通信的实时性，不仅解决了现有技术中没有移动网络覆盖的地区电力数据无法传输的问题，也可以保证FTU与配电网自动化主站之间数据传输的实时性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的一种电力数据传输设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种控制单元与配电网自动化馈线终端的连接示意图；

图3是本实用新型实施例的一种电力数据传输过程的示意图；

图4是本实用新型实施例的一种电力数据传输系统的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本实用新型。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

现有技术中，FTU主要采用移动通信技术与配电网自动化主站进行通信，如通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)、第四代移动通信技术(The 4thGeneration Mobile Communication Technology，4G)等等。在移动网络未覆盖或者移动信号覆盖较差的地区，FTU无法与配电网自动化主站进行有效通信。为了解决这个问题，可以使用北斗RDSS通信技术，替代移动通信，或者作为移动通信的备选通信方式，在FTU与配电网自动化主站之间进行通信。

北斗RDSS通信技术是一种卫星通信技术，其通过北斗RDSS短报文来传输相应数据，通信范围跨度大、时延小，可以适用于远程、跨区域、跨平台的数据通信场合。

受限于北斗RDSS通信技术的通信带宽和通信频度的影响，北斗RDSS通信技术通常仅适用于通信数据量较小的应用场合。但是，FTU对于通信的实时性要求较高，现有的电力数据传输设备无法直接采用北斗RDSS通信技术，需要对其进行一定的改造，保证FTU三遥数据及时有效地传输，保证对配电网系统的开关信息参数、工作状态、遥信数据、遥测数据进行实时有效的监测，确保配电网的正常工作。

因此，为了使电力数据传输设备能够使用北斗RDSS通信技术实现对实时性要求较高的配电网系统的数据传输及通信，提出了本实用新型实施例的核心构思在于，通过在电力数据传输设备中配置多个RDSS逻辑通道，来解决北斗单通道技术的传输瓶颈问题，提升FTU三遥数据传输的可靠性和及时性。

如图1所示，是本实用新型实施例的一种电力数据传输设备的结构示意图。包括控制单元101，以及分别与控制单元101电连接的数字信号处理单元102和逻辑处理单元103，上述数字信号处理单元102和逻辑处理单元103也可以电连接，逻辑处理单元103还包括多个RDSS逻辑通道。

图2所示，是本实用新型实施例的一种电力数据传输设备的控制单元与配电网自动化馈线终端的连接示意图。控制单元101包括有至少两个数据接口。上述至少两个数据接口可以包括主数据接口和备用数据接口。其中，主数据接口和备用数据接口可以为通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口。控制单元101可以通过主数据接口和/或备用数据接口与FTU连接，用于接收FTU采集的数据。当主数据接口出现故障导致数据传输受阻时，控制单元101可以通过备用数据接口与配电网自动化馈线终端进行数据传输。

在本实用新型实施例中，控制单元101可以在接收到FTU采集的数据后，将接收到的数据中的电力数据发送至数字信号处理单元102，并对逻辑处理单元103中的多个空闲逻辑通道进行配置；数字信号处理单元102可以用于对接收到的电力数据进行调制，将调制后的电力数据发送至逻辑处理单元103进行处理；逻辑处理单元103可以根据控制单元101的指示，将调制后的电力数据拆分为多个数据段，采用已配置的多个空闲逻辑通道分别对多个数据段进行处理，并将处理后的目标电力数据回送至数字信号处理单元103，以将目标电力数据传输至配电网自动化主站，完成FTU与配电网自动化主站之间的数据传输。

在具体实现中，电力数据可以按照一定的频次传输至配电网自动化主站。因此，控制单元101可以在接收到FTU采集的数据后，提取并缓存该数据中的电力数据，在发射时间到达时，再将已缓存的电力数据发送至数字信号处理单元102。另一方面，控制单元101在对逻辑处理单元103中的多个空闲逻辑通道进行配置时，可以分别统计逻辑处理单元103的各个逻辑通道中的数据量，从而可以根据数据量的多少，将数据量小于预设阈值的逻辑通道确定为空闲逻辑通道，然后再对空闲逻辑通道进行配置。

逻辑处理单元103在对数字信号处理单元102发送的调制后的电力数据进行处理时，可以首先将调制后的电力数据拆分为多个数据段，并确定每个数据段对应的空闲逻辑通道，然后并行调用每个空闲逻辑通道中的目标数据处理进程对对应的数据段进行处理。在处理完成后，逻辑处理单元103还可以将每个空闲逻辑通道处理后的数据段封装为目标电力数据。目标电力数据将被逻辑处理单元103回送至数字信号处理单元102，通过后续处理，以实现将目标电力数据传输至配电网自动化主站的目的。

如图1所示，本实用新型实施例提供的电力数据传输设备还包括与数字信号处理单元102电连接的射频信号处理单元104，以及与射频信号处理单元104电连接的天线单元105，其中，射频信号处理单元104可以用于接收数字信号处理单元102发送的目标电力数据，并将目标电力数据转换为对应的射频信号，然后发送至天线单元105进行发射。天线单元105可以通过RDSS通信链路，将与上述目标电力数据对应的射频信号传输至配电网自动化主站，实现FTU与配电网自动化主站之间的数据传输。

在本实用新型实施例中，天线单元105还可以接收配电网自动化主站传输的控制数据，上述控制数据在经射频信号处理单元104、数字信号处理单元102和控制单元101的处理后，可以被发送至FTU，以指示FTU指向相应的操作，实现配电网自动化主站对FTU的控制。

如图1所示，本实用新型实施例提供的电力数据传输设备还包括分别与控制单元101、数字信号处理单元102、射频信号处理单元104和天线单元105连接的电源单元106。该电源单元106可以通过数据线连接至FTU，并从FTU获取电源，从而将获取到的电源提供给控制单元101、数字信号处理单元102、射频信号处理单元104和天线单元105，以维持上述各个电路单元的正常工作。

为了便于理解，下面分别对电力数据传输设备中的各个电路单元进行介绍，并结合一个具体的示例，对电力数据的传输过程进行说明。

如图1所示，电力数据传输设备主要包括6个电路单元，即控制单元101、数字信号处理单元102、逻辑处理单元103、射频信号处理单元104、天线单元105和电源单元106，各个单元依次连接，组成具备多通道远程通信功能的电力信号传输设备。

控制单元101、数字信号处理单元102、逻辑处理单元103、射频信号处理单元104和天线单元105可以实现北斗RDSS信号收发、信号处理、数据解析、通信规约处理，最后通过数据接口与FTU进行数据交互。

在具体实现中，天线单元105用于实现信号的收发处理。在进行信号的接收处理时，该单元可以接收来自卫星系统的信号，实现微弱信号的滤波、放大处理，并将处理后的信号传输给其他各个信号处理单元。在进行信号发射处理时，该单元可以对来自RDSS各个信号处理单元的信号进行滤波和射频功率放大，并将射频信号发射进入卫星系统。

射频信号处理单元104用于实现射频信号的放大及滤波处理。在进行信号接收处理时，射频信号处理单元104可以将接收到的射频信号经过放大、滤波以及下变频处理后，经数模转换，传输至数字信号处理单元102。在进行信号发射处理时，射频信号处理单元104可以将来自数字信号处理单元102的数字信号经过调制后进行滤波、放大，然后传输给天线单元105。同时，数字信号处理单元102可以对射频信号处理单元104进行北斗收发功能切换以及参数配置，使射频信号处理单元104能够在受控状态下工作。

在信号接收过程中，数字信号处理单元102的作用是对接收到的北斗RDSS信号进行扩频伪码相关处理、信号解调、有用信号提取等，并将处理后的信号传输至控制单元101；在信号发射过程中，数字信号处理单元102的作用是将来自控制单元101的数据进行信号调制、扩频伪码相关处理等，并将处理后的信号传输至射频信号处理单元104。

控制单元101是整个设备的核心单元，它实现了各电路单元的控制、通信、信道自适应切换以及与FTU的通信交互。对于北斗RDSS链路，控制单元101需要完成基于北斗RDSS通信链路的电力数据的数据解析处理，并将解析后的电力数据按电力通信规约进行规约处理，从而实现将FTU的遥测、遥信等电力数据发送给配电网自动化主站，并将来自主站的遥控命令发给FTU。

在图1所示的结构中，逻辑处理单元103可以实现北斗RDSS多通道的逻辑处理。上述逻辑处理单元103在控制单元101的控制下工作，并与数字信号处理单元102完成数据交互。因此，控制单元101、数字信号处理单元102、以及逻辑处理单元103形成了一个多通道逻辑及数据处理的闭环。

此外，电力数据传输设备电源单元106可以用于实现电源处理的相关功能，并可以为电力数据传输设备的各个单元提供相应的电源供应。

基于图1所示的电力数据传输设备，通过对逻辑处理单元的多个RDSS逻辑通道进行配置，可以解决现有北斗单通道技术的传输瓶颈问题，提升数据传输的可靠性和及时性。

如图3所示，是本实用新型实施例的一种电力数据传输过程的示意图。按照图3所示的传输过程，在具备北斗RDSS远程多通道通信功能的电力数据传输设备上电后，控制单元可以首先读取已配置的北斗RDSS逻辑通道的数量，假设为M个，在需要发送数据，即接收到需要传输电力数据至配电网自动化主站的指令时，可以识别处于空闲状态的逻辑通道。

在本实用新型实施例中，若空闲逻辑通道的数据超过某一预设值，例如，超过3个，则可以启动这些空闲逻辑通道中的各个数据处理进程，并行地对电力数据进行处理。同时，各个空闲逻辑通道中的数据处理进程可以通过进程之间的通信确定各自所处理的数据段顺序，从而便于在处理完成后，将全部目标数据段组合成待传输的目标电力数据。

当然，若空闲逻辑通道的数量较少，例如，少于3个，则可以直接调用其中的一个空闲逻辑通道中的目标数据处理进程对电力数据进行处理，得到目标电力数据。

本实用新型实施例通过调用多个空闲逻辑通道中的数据处理进程，并行地对待传输的电力数据进行处理，可以提高多通道的数据并发能力，提高数据处理的实时性，保证FTU采集的电力数据能够实时地传输至配电网自动化主站。

对应于上述电力数据传输设备，本实用新型实施例还提供了一种电力数据传输系统。如图4所示，该系统包括上述的电力数据传输设备、与电力数据传输设备电连接的配电网自动化馈线终端，以及与电力数据传输设备通信连接的配电网自动化主站。

对于系统实施例而言，由于其与设备实施例基本相似，所以描述得比较简单，相关之处参见设备实施例部分的说明即可。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电力数据传输设备，其特征在于，包括控制单元，以及分别与所述控制单元电连接的数字信号处理单元和逻辑处理单元，所述数字信号处理单元和所述逻辑处理单元电连接；其中：

控制单元，用于在接收到配电网自动化馈线终端采集的数据后，将所述数据中的电力数据发送至数字信号处理单元，并对逻辑处理单元中的多个空闲逻辑通道进行配置；

数字信号处理单元，用于对接收到的所述电力数据进行调制，将调制后的电力数据发送至逻辑处理单元；

逻辑处理单元，用于将调制后的电力数据拆分为多个数据段，采用所述多个空闲逻辑通道分别对所述多个数据段进行处理，并将处理后的目标电力数据回送至数字信号处理单元，以将所述目标电力数据传输至配电网自动化主站。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制单元包括至少两个数据接口，所述至少两个数据接口包括主数据接口和备用数据接口，所述主数据接口和所述备用数据接口为通用异步收发传输器UART接口，所述控制单元通过所述主数据接口和/或所述备用数据接口与所述配电网自动化馈线终端连接，用于接收所述配电网自动化馈线终端采集的数据。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电力数据传输设备还包括：

与所述数字信号处理单元电连接的射频信号处理单元，用于接收所述数字信号处理单元发送的所述目标电力数据，并将所述目标电力数据转换为对应的射频信号；

与所述射频信号处理单元电连接的天线单元，用于通过RDSS通信链路，将与所述目标电力数据对应的所述射频信号传输至配电网自动化主站。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述天线单元还用于：

接收所述配电网自动化主站传输的控制数据，所述控制数据经所述射频信号处理单元、所述数字信号处理单元和所述控制单元处理后，发送至所述配电网自动化馈线终端。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述电力数据传输设备还包括分别与所述控制单元、所述数字信号处理单元、所述逻辑处理单元、所述射频信号处理单元和所述天线单元连接的电源单元，用于为所述控制单元、所述数字信号处理单元、所述逻辑处理单元、所述射频信号处理单元和所述天线单元提供电源。

6.一种电力数据传输系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的电力数据传输设备、与所述电力数据传输设备电连接的配电网自动化馈线终端，以及与所述电力数据传输设备通信连接的配电网自动化主站。

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